金属热处理是将金属工件放在介质中加热到适宜的温度，并在此温度中坚持时间后，又以不同速度冷却，通过改动金属材料表面或内部的安排结构来操控其功能的一种工艺。
金属热处理工艺大体可分为全体热处理（退火、正火、淬火和回火）、表面热处理（激光热处理、火焰淬火和感应加热热处理）、部分热处理和化学热处理（渗碳、渗氮、渗金属、复合渗）等。
一、退火 操作方法：将钢件加热到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的温度(可以查阅有关资料)后，一般随炉温缓慢冷却。
目的：1.下降硬度，进步塑性，改进切削加工与压力加工功能；2.细化晶粒，改进力学功能，为下一步工序做准备；3.祛除冷、热加工所发生的内应力。
使用关键：1.适用于合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢的锻件、焊接件以及供应状况不合格的原材料；2.一般在毛坯状况进行退火。
二、正火 操作方法：将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50度，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。
目的：1.下降硬度，进步塑性，改进切削加工与压力加工功能；2.细化晶粒，改进力学功能，为下一步工序做准备；3.祛除冷、热加工所发生的内应力。
使用关键：正火一般作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。关于功能要求不高的低碳的和中碳的碳素结构钢及低合金钢件，也可作为zui终热处理。关于一般中、高合金钢，空冷可导致完整或部分淬火，因此不能作为zui终热处理工序。
三、淬火 操作方法：将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时间，然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。
目的：淬火一般是为了得到高硬度的马氏体安排，有时对某些高合金钢(如不锈钢、抗磨钢)淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体安排，以进步抗磨性和耐蚀性。
使用关键：1.一般用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢；2.淬火能充分发挥钢的强度和抗磨性潜力，但同时会形成很大的内应力，下降钢的塑性和冲击韧度，故要进行回火以得到较好的综合力学功能。
四、回火 操作方法：将淬火后的钢件重新加热到Ac1以下某一温度，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却。 目的：1.下降或祛除淬火后的内应力，减少工件的变形和开裂；2.调整硬度，进步塑性和韧性，取得作业所要求的力学功能；3.安稳工件尺寸。 使用关键：1.坚持钢在淬火后的高硬度和抗磨性时用低温回火；在坚持相对韧度的条件下进步钢的弹性和屈服强度时用中温回火；以坚持高的冲击韧度和塑性为主，又有满足的强度时用高温回火；2.一般钢尽量避免在230~280度、不锈钢在400~450度之间回火，由于这时会发生一次回火脆性。
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